用于延长可再充电电池组件的货架期的系统和方法技术方案

一种示例性电池组件包括：具有电量状态的可再充电电池单元；被配置为在所述可再充电电池单元的电量状态低于预定的阈值电量状态时使所述电池组件转换到断电模式的安全电路；以及休眠控制网络。所述休眠控制网络1)在所述电量状态大于所述预定的阈值电量状态时通过光电晶体管检测具有预定波长的光束，并且2)响应于检测到具有所述预定波长的光束并且在所述可再充电电池的电量状态仍然大于所述预定的阈值电量状态时触发所述安全电路将所述电池组件转换至断电模式。

System and Method for Extending Shelf Life of Rechargeable Battery Components

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于延长可再充电电池组件的货架期的系统和方法相关申请本申请要求2016年10月21日提交的美国临时专利申请No.62/411,296的优先权。通过引用将该美国临时专利申请的全部内容并入本文。
技术介绍
可再充电锂离子电池已经给包括医疗装置领域在内的便携式电子设备行业带来了变革。与采用其它可再充电电池技术的类似电池(例如，常规镍-金属氢化物电池单元、镍-镉电池单元等)相比，这样的电池一般具有较高能量密度、较低自放电速率、以及更小的记忆效应。可再充电锂离子电池已被证明可被用于医疗装置行业的很多应用中，例如，向耳蜗植入系统中包括的声音处理器提供功率。令人遗憾的是，锂离子电池存在几种局限。例如，如果允许锂离子电池在临界电量状态阈值以下放电超过某一短时间段，那么锂离子电池可能受到损害。为了防止这样的损害，锂离子电池组件可以包括安全电路，所述安全电路被配置为如果锂离子电池的电量状态下降到预定安全范围以下(例如，低于百分之五)，将电池组件转换到断电模式(例如，将锂离子电池中的耗尽单元与输出或负载断开连接)。这样的安全电路可以使用来自锂离子电池的功率来监测锂离子电池的电量状态，即使在锂离子电池当前未被用来对电子装置供电的时段期间(例如，当锂离子电池处于使用之前的储存状态中时)亦如此。该监测以及其它因素可能对锂离子电池的自放电速率有贡献，其中，锂离子电池即使在非使用时段期间也可能持续地损失少量电量。因此，未使用的锂离子电池(例如，在被插入到耳蜗植入系统中包括的声音处理器中之前被保存在库存中的锂离子电池)可能需要周期性充电，以避免下降到临界电量状态阈值以下。未使用的锂离子电池往往必须由分销商返回给制造商以执行充电，并重新认证电池符合某些标准。该所需的周期性再充电和/或重新认证过程可能显著提高锂离子电池制造商、供应商和/或分销商保持锂离子电池库存的成本。锂离子电池小型化技术的新近发展加剧了上述限制。例如，被设计为在耳蜗植入系统中包括的声音处理器中使用的某些新锂离子电池可能具有小的充电容量(例如，小于100mAh)。这样的小容量电池(即使在被运送给分销商或客户之前已经被制造商充满电)也可能具有相对较短的预测货架期，其主要是由于永久有效的安全电路对电池的锂离子单元的持续放电。因而，这些小容量锂离子电池可能需要更加频繁地再充电和/或重新认证，这将给保持这些小容量锂离子电池的库存的制造商、供应商、分销商等造成更高的成本。附图说明附图示出了各种实施例并且是说明书的部分。所示出的实施例只是示例并且不对本公开的范围构成限制。在各图中，等同或类似的附图标记表示等同或类似的元素。图1示出了根据本文中描述的原理的示例性听觉假体系统。图2示出了根据本文中描述的原理的电池组件的示例性实施方式。图3示出了根据本文中描述的原理的一种例示性实施方式，其中，图2所示的电池组件还包括具有窗口的外壳，所述窗口被配置为允许所述外壳包围的光电晶体管检测光束。具体实施方式本文公开了用于延长可再充电电池的货架期的系统和方法。例如，示例性电池组件可以包括可再充电电池单元、安全电路和休眠电路。现在将简要描述这些部件中的每者。可再充电电池单元可以被配置为向与电池组件电连接的部件(例如，耳蜗植入系统中包括的声音处理器)提供操作功率。为此，可再充电电池单元可以保存或保持某一电量，该电量如下文更详细所述可以在可再充电电池单元未被有效充电(例如，由电池充电器)时随着时间的推移而耗散。与可再充电电池单元能够保存的最大电量相比，本文将可再充电电池单元在任何给定时间实际具有的电量称为可再充电电池单元的“电量状态”。例如，具有等于可再充电电池单元能够保存的最大电量的百分之五十的电量的可再充电电池单元具有百分之五十电量状态。安全电路可以电耦合至可再充电电池单元并且被配置为在可再充电电池单元的电量状态小于预定的阈值电量状态(例如，小于百分之十)时使电池组件转换到断电模式。通过这种方式，安全电路可以防止对电池组件造成在可再充电电池单元的电量状态降到临界电量状态阈值以下时可能发生的损害或者将造成该损害的风险降到最低。休眠控制网络可以电耦合至安全电路并且被配置为在外部用户的命令下触发安全电路以将电池组件转换到断电模式中，即使在可再充电电池单元的电量状态超过预定的阈值电量状态的情况下亦如此。为此，休眠控制网络可以包括光电晶体管，其被配置为检测由位于电池组件外部的光源(例如，由用户操作的光源)发射并具有预定波长(例如，处于电磁谱的近红外区中的波长)的光束。响应于检测到预定波长的光束，并且在可再充电电池单元的电量状态仍然高于预定的阈值电量状态(高于百分之十)时，休眠控制网络可以触发安全电路以将电池组件转换到断电模式。通过这种方式，休眠控制网络可以“哄骗”安全电路将电池组件转换到断电模式。如下文更详细所述，由于当电池组件处于断电模式中时电池组件内的各种电流汲取部件处于禁用状态，因而可以降低自放电速率(即，由于电池组件内的活动部件汲取电流而导致的从可再充电电池单元耗散电量的速率)。这又延长了电池组件的货架期(即，可以增大电池组件在不必被再充电或不被使用的情况下可以经过的时间量)。通过按照这种方式延长电池组件的货架期，本文描述的系统和方法可以使电池组件在被用到生产中(即，用于为产品提供功率，例如，所述产品是包括在耳蜗植入系统中的声音处理器)之前受到再充电和/或重新认证的必要性降到最低或消除所述必要性。因而，本文描述的系统和方法可以降低与保持可再充电电池库存相关联的成本和工作量。根据本文描述的原理的电池组件可以被包括在需要功率来进行操作的装置中，例如，听觉假体系统(例如，耳蜗植入系统)。例如，图1示出了示例性听觉假体系统100。听觉假体系统100可以包括麦克风102、声音处理器104、具有设置于其中的线圈的耳机106、耳蜗植入物108和电极引线110(又称为“引线”)。引线110包括耳蜗内电极112的阵列，耳蜗内电极112设置在引线110的远端部分上并且被配置为在引线110被插入到耳蜗中之后位于耳蜗内。在听觉假体系统100内可以包括附加或者替代的部件来服务于特定实施方式。如所示，听觉假体系统100可以包括被配置为位于患者体外的各种部件，其包括但不限于麦克风102、声音处理器104和耳机106。听觉假体系统100还可以包括被配置为植入到患者体内的各种部件，其包括但不限于耳蜗植入物108和电极引线110。麦克风102可以被配置为检测呈现给用户的音频信号。可以按照任何适当方式实施麦克风102。例如，麦克风102可以包括被配置为放置于耳道入口附近的耳廓内的麦克风，例如，来自AdvancedBionics的T-MICTM麦克风。这样的麦克风可以通过吊杆或细柄被固持在耳道入口附近的耳廓内，所述吊杆或细柄附接至被配置为有选择地附接至声音处理器104的耳钩。替代地或此外，麦克风102可以通过设置在耳机106内的一个或多个麦克风、设置在声音处理器104内的一个或多个麦克风、一个或多个波束形成麦克风、和/或可以服务于特定实施方式的任何其它适当麦克风来实施。声音处理器104(即，包括在声音处理器104内的一个或多个部件)可以被配置为命令耳蜗植入物108生成表示一个或多个音频信号(例如，麦克风检测到的一个或多个音频信号，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池组件，包括：具有电量状态的可再充电电池单元；电耦合至所述可再充电电池单元的安全电路，所述安全电路被配置为在所述可再充电电池单元的所述电量状态小于预定的阈值电量状态时使所述电池组件转换到断电模式；以及电耦合至所述安全电路的休眠控制网络，所述休眠控制网络包括光电晶体管，其中，所述休眠控制网络：在所述可再充电电池单元的所述电量状态大于所述预定的阈值电量状态时，通过所述光电晶体管检测由位于所述电池组件外部的光源发射并具有预定波长的光束；以及在所述可再充电电池单元的所述电量状态仍然大于所述预定的阈值电量状态时，响应于检测到具有所述预定波长的所述光束而触发所述安全电路将所述电池组件转换至所述断电模式。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.21 US 62/411,2961.一种电池组件，包括：具有电量状态的可再充电电池单元；电耦合至所述可再充电电池单元的安全电路，所述安全电路被配置为在所述可再充电电池单元的所述电量状态小于预定的阈值电量状态时使所述电池组件转换到断电模式；以及电耦合至所述安全电路的休眠控制网络，所述休眠控制网络包括光电晶体管，其中，所述休眠控制网络：在所述可再充电电池单元的所述电量状态大于所述预定的阈值电量状态时，通过所述光电晶体管检测由位于所述电池组件外部的光源发射并具有预定波长的光束；以及在所述可再充电电池单元的所述电量状态仍然大于所述预定的阈值电量状态时，响应于检测到具有所述预定波长的所述光束而触发所述安全电路将所述电池组件转换至所述断电模式。2.根据权利要求1所述的电池组件，其中，所述可再充电电池单元是锂离子电池单元。3.根据权利要求1所述的电池组件，其中，所述预定波长处于电磁谱的近红外区域中。4.根据权利要求1所述的电池组件，其中，所述安全电路通过下述方式将所述电池组件转换至所述断电模式：检测所述可再充电电池单元的所述电量状态；确定所检测到的电量状态低于所述预定的阈值电量状态；以及响应于确定所检测到的电量状态低于所述预定的阈值电量状态而去激活所述安全电路的一部分。5.根据权利要求4所述的电池组件，其中，即使所述可再充电电池单元的所述电量状态仍然超过所述预定的阈值电量状态，所述休眠控制网络也通过向所述安全电路指示所述可再充电电池单元的所述电量状态低于所述预定的阈值电量状态而触发所述安全电路将所述电池组件转换至所述断电模式。6.根据权利要求4所述的电池组件，其中：所述安全电路包括集成电路，所述集成电路包括：正电压供应(“VDD”)端子，其连接至由所述可再充电电池单元提供的正电压供应，以及负电压供应(“VSS”)端子，其连接至参考电压供应，并且所述光电晶体管在所述VDD端子和所述VSS端子之间串联电耦合至所述安全电路。7.根据权利要求6所述的电池组件，其中，所述安全电路通过检测所述VDD端子和所述VSS端子之间的电压差在预定持续时间内低于预定电压差阈值而确定所述电量状态低于所述预定的阈值电量状态。8.根据权利要求7所述的电池组件，其中：所述安全电路还包括串联电耦合于所述可再充电电池单元的正端子和所述VDD端子之间的第一电阻器；并且所述休眠控制网络还包括串联电耦合于所述光电晶体管和所述VDD端子之间的第二电阻器；其中，当所述休眠控制网络通过所述光电晶体管在第二预定持续时间内检测到所述光束时，所述休眠控制网络通过所述光电晶体管将所述第二电阻器短接至所述VSS端子；并且其中，所述第一电阻器和所述第二电阻器具有电阻值，当所述第二电阻器被短接至所述VSS端子时，所述电阻值使所述VDD端子处的电压为使得所述VDD端子和所述VSS端子之间的电压差低于所述预定电压差阈值。9.根据权利要求8所述的电池组件，其中：所述第一电阻器和所述第二电阻器的电阻值防止在所述可再充电电池单元的所述电量状态大于另一预定的阈值电量状态时，所述VDD端子和所述VSS端子之间的电压差低于所述预定电压差阈值，所述另一预定的阈值电量状态高于所述预定的阈值电量状态。10.根据权利要求9所述的电池组件，其中，所述另一预定电量状态是百分之五十的电量状态。11.根据权利要求1所述的电池组件，还包括包围所述可再充电电池单元、所述安全电路和所述休眠控制网络的外壳。12.根据权利要求11所述的电池组件，其中，所述外壳包括窗口，所述窗口由允许所述光电晶体管检测通过所述窗口的具有所述预定波长的所述光束的材料制成。13.根据权利要求1所述的电池组件，其中，在所述电池组件转换到所述断电模式之后，所述安全电路：检测所述电池组件连接至电池充电器，并且响应于检测到所述电池组件连接至所述电池充电器，将所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰弗里·坎贝尔，
申请(专利权)人：领先仿生公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH